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香菇营养价值丰富、味道鲜美,被人们誉为“菇中之王”、“天然的保健食品”、“植物性食品的顶峰”、“上帝的食品”,因而深受广大消费者的青睐。但是香菇在生长过程中,特别容易富集重金属镉,从而导致人们对香菇产品质量安全的担忧。因此,降低香菇产品中的镉含量已成为亟待解决的问题。本文通过在香菇栽培基质中添加一系列浓度的镉来研究香菇中镉的主要来源,香菇对镉的富集因素、富集规律以及富集机理,为控制香菇中镉含量、香菇镉低积累菌种筛选和育种提供理论参考,从而确保香菇产品质量的安全。本实验研究成果主要归结为以下四个方面:1.对香菇栽培基质、不同菌种香菇子实体、不同潮次香菇子实体以及子实体不同形态部位中镉含量进行研究,结果表明:一,香菇栽培基质中,麸皮中镉含量本底值最高,是木屑的3.10倍,但栽培基质成分中木屑含量占大部分,是麸皮的3.92倍,因此,香菇子实体中镉含量主要来源于木屑和麸皮。二,香菇不同形态部位对镉的富集量差异很大,菌褶对镉的富集能力最强,菌盖次之,菌柄对镉的富集能力最弱。三,一般在第一潮和第二潮香菇中子实体中镉含量较高,第三潮和第四潮子实体中镉含量较低。四,在正常生长条件下即栽培基质中不添加镉时,武香、208和808菌种的镉富集系数分别为18.38、29.41、15.15,它们对镉富集能力为:208菌种>武香菌种>808菌种。2.本研究通过在香菇栽培基质中添加一系列浓度镉,结合统计学方法,探究了香菇子实体对镉的富集规律。结果表明:武香菌种香菇对栽培基质中镉富集规律的回归方程为Y=16.114X1.0025,相关系数R2=0.9933;208菌种香菇对栽培基质中镉富集规律的回归方程为Y=14.272X0.8243,相关系数R2=0.9755;808菌种香菇对栽培基质中镉富集规律的回归方程为Y=13.095 X0.92,相关系数R2=0.9965。根据《中华人民共和国农业行业标准NY/T 749-2003绿色食品食用菌》和《中华人民共和国农业行业标准NY 5095-2002无公害食品香菇》中规定干香菇中镉限量值应低于1.0 mg/kg,因此,栽培武香、208和808菌种香菇时,栽培基质中镉限量参考值应分别控制在0.062、0.040、0.061 mg/kg以下。3.通过在栽培基质中添加一系列镉浓度后,研究香菇子实体中铜含量、有机酸含量、金属硫蛋白表达量和植物螯合肽含量变化来阐明香菇子实体对镉的富集与解毒机理。研究发现:一,栽培基质中镉能促进香菇对铜的吸收富集,香菇对镉的富集机理可能与铜的富集机理相似,抑或香菇对镉的富集与对铜的富集存在协同作用。二,栽培基质中镉浓度较低时,香菇子实体内有机酸含量基本保持不变;栽培基质中镉浓度较高时,香菇子实体内多余的镉离子才能诱导有机酸的大量合成。三,低浓度镉能诱导金属硫蛋白基因(Leat1和Lemt2)的表达,进而合成更多的金属硫蛋白。四,镉不能诱导香菇子实体内植物螯合肽的合成。因此,香菇子实体可能通过金属硫蛋白途径和有机酸途径协调进行对镉的解毒与富集;金属硫蛋白途径在镉浓度较低时发挥作用,有机酸途径在镉浓度较高时发挥作用。另外,香菇对镉的富集与对铜的富集可能具有相似或交叉的途经。4.通过综合分析影响香菇中镉富集的因素,为有效降低香菇中镉含量,可以采取以下措施:一,从源头上控制香菇子实体中镉的来源,即选用不含镉或镉含量非常低的原料作为栽培基质,特别是选用无镉污染麸皮和木屑;二,可以选用菌褶占整个香菇子实体相对比列较小的菌种;三,可以选用富集镉能力较弱的香菇菌种,如本实验中可选用808菌种;四,在育种中,可筛选主要与镉富集有关的金属硫蛋白基因突变株而又不影响其它功能的菌株;五,可选用有机酸含量较低的香菇菌种。本研究比较系统地从宏观方面研究了影响香菇镉富集的各方面因素,同时也从微观方面如生理生化水平、分子水平探讨了香菇对镉富集的机理,为香菇镉低积累品种筛选和育种提供理论参考。但本研究亦存有不足之处。如,本实验采用高效液相的方法未测出香菇子实体中含有植物螯合肽,有可能是因为香菇子实体中植物螯合肽含量极低,因此以后可以采用灵敏度更高的液质等仪器设备进一步验证其是否含有植物螯合肽;本实验中两个金属硫蛋白基因序列片段均来源于表达序列标签,还未对金属硫蛋白基因包括启动子在内的整个序列片段进行扩增以及对其功能的验证;另外,本研究从对镉的解毒与富集角度为香菇镉低积累品种筛选和育种提供理论参考,而未从抗性角度即怎样让细胞抵制对镉的吸收或让镉不能通过细胞膜而进入细胞内进行研究,等等。因此,相关研究有待于进一步深入开展。